Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada (2010)
- Autores:
- Autor USP: CATELLI, RICARDO TARDELLI - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Assuntos: MICROELETRÔNICA; ÓPTICA ELETRÔNICA
- Idioma: Português
- Resumo: O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um processo de fabricação de elementos micro-ópticos utilizando-se litografia por feixe de elétrons, empregando o resiste SU-8, negativo e amplificado quimicamente, sobre substrato de Si. Para tanto, é realizado o estudo dos parâmetros do efeito de proximidade α, β e η para se modelar e controlar os efeitos do espalhamento dos elétrons no resiste e no substrato, e se altera o processamento convencional do SU-8 para se obter um processo com baixo contraste. A determinação dos parâmetros do efeito de proximidade para o sistema de escrita direta e amostra SU-8 / Si é feita experimentalmente e por simulação de Monte Carlo. Particularmente, verifica-se a dependência dos mesmos com a profundidade do resiste. Primeiramente utilizando o software PROXY, obtêm-se α, β e η da observação de padrões de teste revelados. Chega-se a 4μm para o parâmetro (β) que mede o retroespalhamento dos elétrons pelo substrato e 0,7 para a relação (η) entre a intensidade destes com aquela dos elétrons diretamente espalhados pelo resiste (alcance dado por α). Ainda, com esses dados, estima-se o diâmetro do feixe do microscópio eletrônico de varredura a partir da equação de aproximação de espalhamento direto para pequenos ângulos (α = 128nm na superfície do resiste) e se determina a resolução lateral do processo (α = 800nm na interface resiste/ substrato, para um filme de 2,4μm). Em seguida, usa-se o software CASINO para se calcular os parâmetros de proximidade a partir da curva de densidade de energia dissipada no resiste obtida pela simulação da trajetória de espalhamento dos elétrons. Confrontam-se, finalmente, os valores obtidos pelos dois métodos. Em relação ao processamento do resiste SU-8, são determinadas as condições experimentais para a fabricação de estruturas tridimensionais por litografia de feixe de elétrons.Especificamente, busca-se desenvolver um processo com características (espessura, contraste, sensibilidade e rugosidade) adequadas para a fabricação de micro-dispositivos ópticos. Inicia-se com o levantamento das curvas de contraste e da sensibilidade do SU-8 para determinadas temperaturas de aquecimento pós-exposição. Obtém-se contraste abaixo de 1 para aquecimento pós-exposição abaixo da temperatura de transição vítrea do resiste, mantendo-se sensibilidade elevada (2μC/cm²). Em seguida, mede-se a rugosidade da superfície do filme revelado para diferentes doses de exposição. Para finalizar, submete-se a amostra a um processo de cura e escoamento térmico, para melhorar a dureza e a rugosidade do resiste a ser utilizado como dispositivo final Consegue-se um valor de rugosidade (40nm) inferior a 20 vezes o comprimento de onda de diodo laser de eletrônica de consumo. Por fim, é produzido um dispositivo com perfil discretizado em 16 níveis como prova de conceito.
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.07.2010
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ABNT
CATELLI, Ricardo Tardelli. Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada. 2010. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102010-112508/. Acesso em: 18 nov. 2024. -
APA
Catelli, R. T. (2010). Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102010-112508/ -
NLM
Catelli RT. Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada [Internet]. 2010 ;[citado 2024 nov. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102010-112508/ -
Vancouver
Catelli RT. Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada [Internet]. 2010 ;[citado 2024 nov. 18 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102010-112508/
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